电磁兼容解决方案

2019年第1期总第347期造船技术MARINE TECHNOLOGYNo. 1Feb.，2019

文章编号：1〇〇〇-3878(2〇19)〇1-〇〇〇7-〇7

船用电气电子设备电磁兼容共性问题及解决方案

王军1，刘雄2,刘红2，琚格格2

(1.中国船级社武汉分社，湖北武汉430205;

2.中国船舶重工集团公司第七二二研究所，湖北武汉430205)

摘要对中国船舶工业武汉机电产品环境与可靠性试验检测中心大量船用电气电子设备电磁兼容性 (Electro Magnetic Compatibility，EMC)检测数据进行统计分析，总结船用电气电子设备在EMC试验过程中普

遍出现的问题，为船用电气电子设备的研发和认证提供可靠的EMC防护设计参考。

关键词船用电气电子设备;EMC检测认证;EMC防护；传导发射;辐射发射

中图分类号U665 文献标志码 A

Solution to Common Problems on EMC for

Marine Electrical and Electronic Equipment

WANG Jun1，LIU Xiong2，LIU Hong2，JU Gege2

(1. Wuhan Branch, China Classification Society, Wuhan 430205, Hubei, China；

2. The 722 Research Institute of CSIC, Wuhan 430205, Hubei, China)

Abstract The common problems of marine electrical and electronic equipments during

the Electro Magnetic Compatibility (EMC) test are summarized, through the statistical analy­

sis on EMC data of these equipments from Wuhan Environment and Reliability Test Center for

常见电磁兼容(EMC)问题及解决办法

通讯类电子产品不光包括以上三项：RE，CE，ESD，还有Surge--浪涌（雷击，打雷）医疗器械最容易出现的问题是：ESD--静电，EFT--瞬态脉冲抗干扰，CS--传导抗干扰，RS--辐射抗干扰。针对于北方干燥地区，产品的ESD--静电要求要很高。针对于像四川和一些西南多雷地区，EFT防雷要求要很高。

如何提高电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性：

1、 下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰：

（1） 微控制器时钟频率特别高，总线周期特别快的系统。

（2） 系统含有大功率，大电流驱动电路，如产生火花的继电器，大电流开关等。

（3） 含微弱模拟信号电路以及高精度A/D变换电路的系统。

2、 为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施：

（1） 选用频率低的微控制器：

选用外时钟频率低的微控制器可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。同样频率的方波和正弦波，方波中的高频成份比正弦波多得多。虽然方波的高频成份的波的幅度，比基波小，但频率越高越容易发射出成为噪声源，微控制器产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3倍。

（2） 减小信号传输中的畸变微控制器主要采用高速CMOS技术制造。信号输入端静态输入电流在1mA左右，输入电容10PF左右，输入阻抗相当高，高速CMOS 电路的输出端都有相当的带载能力，即相当大的输出值，将一个门的输出端通过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端，反射问题就很严重，它会引起信号畸变，增加系统噪声。当Tpd＞Tr时，就成了一个传输线问题，必须考虑信号反射，阻抗匹配等问题。

信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关，即与印制线路板材料的介电常数有关。可以粗略地认为，信号在印制板引线的传输速度，约为光速的1/3到1/2之间。微控制器构成的系统中常用逻辑电话元件的Tr（标准延迟时间）为3到18ns之间。

在印制线路板上，信号通过一个7W的电阻和一段25cm长的引线，线上延迟时间大致在

第４８卷第９期　２００８年９月　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｅ　Ｖｏ１．４８　Ｎｏ．９　Ｓｅｐ．２００８　

文章编号：１００１—８９３Ｘ（２００８）０９—０００１—０４　

机载雷达与对抗设备的电磁兼容问题解决方法分析　

王　星，郝重阳，程嗣怡，石　亮　

（西北工业大学，西安７１００７２）　

摘要：提出了机载火控雷达天线副瓣辐射与机载电子对抗设备之间的互干扰问题，并对通道干扰　

问题进行详细分析，指出传统时分制解决方法的不足，即当一个电子设备工作时，与它会产生相互干　

扰的其它设备必须停止工作。进而提出了用陷波法和禁止信号法解决此问题的原理和实现方法，重　

点就禁止信号法分析了其效果和可能对设备性能产生的影响。通过实验分析得出用陷波法和禁止　

信号法可以较好地解决雷达和电子对抗设备之间的相互电磁干扰问题。其中，陷波法适用于频率稳　

定、窄带宽的脉冲多普勒（ＰＤ）雷达，禁止信号法对于精确测频系统效果更好。　

关键词：机载雷达；电子对抗设备；电磁兼容；互干扰；陷波器；禁止信号　

中图分类号：ＴＮ９７２；ＴＮ９５４　文献标识码：Ａ　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ＥＭＣ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ａｉｒｂｏｒｎｅ　Ｒａｄａｒ　

ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　

ＷＡＮＧ　Ｘｉｎｇ，ＨＡＯ　Ｃｈｏｎｇ—ｙ８ｎｇ，ＣＨＥＮＧ　Ｓｉ—ｙｉ，ＳＨＩ　Ｌｉａｎｇ　

（Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ　７　１　００７２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｍｕｔｕａｌ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｉｄｅ　ｌｏｂｅ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｉｒｂｏｒｎｅ　ｆｉｒｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｒａｄａｒ　ａｎｔｅｎ．　

ｎａ　ａｎｄ　ａｉｒｂｏｒｎｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｉＳ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　

中心议题：

●马达电磁干扰产生的原因

●消除干扰的方案

解决方案：

●电刷与地间加电容

●增加电源线滤波器

●电刷上串接扼流圈

马达，特别是带电刷的马达，会产生大量的噪声。电器要满足电磁兼容标准的要求，必须对这些噪声进行处理。解决电磁兼容的手段无非是电容、电感（扼流圈）、电源滤波器和接地。

不幸的是，电磁兼容问题通常是在产品已彻底完成设计并组装完毕时发现。这时考虑 电磁兼容是十分困难的。制造商不仅面临着时间上的紧迫而且项目预算已经用完，责任工程师已经调到其它项目上，不能随时解决有关的问题。

解决这些问题的最好时机是在产品的设计阶段，而不是产品开发周期最终阶段。许多试验是可以在产品装入最终机壳之前进行的。

电容

电容通过向噪声源的公共端提供一条阻抗很低的通路来将电压尖峰旁路掉。尖峰电压主要是由马达电刷产生的。电容可以接在马达的每根引线与地之间，也可以接在 两根引线之间。如果尖峰噪声是共模的，则跨接在引线之间的电容几乎没有什么效果。但是这种由电刷产生的随机噪声通常是差模的。

尽管这样，在电刷与地之间接 入电容会有很大效果。电容安装什么位置或怎样连接主要取决于所面临的噪声的种类。电压尖峰是由电刷与换向片触点的断开产生的。尖峰的幅度可以通过将电刷材 料换成较软的材料或增加电刷对换 向片的压力来减小。但是这会缩短电刷的寿命周期和其它一些问题。

要使电容具有较好的滤波效果，它与噪声源的公共地之间的联线要尽量短。自由空间中的导线的电感约为每英寸1nH。如果电刷产生的噪声频率为50～100MHz，与电容连接的导线的长度为4～6英寸，那么即使不考虑电容的阻抗，仅导线电感的阻抗也已经有：

XL = 2πf L = 3.77

总阻抗还需要加上电容（0.1μF）的阻抗，XC = 1/2 π f C = 0.159 Ω。 从结果可以看出，单看电容的阻抗，这是一个非常好的旁路型滤波器。但是由于引线电感的影响，已经根本不起滤波器的作用了。如果将导线的长度缩短为1 英寸，则电感的阻抗仅为0.628Ω，这时滤波电容的效果提高了20%。